בלוקצ'יין, כרייה והצפנת גיבוב: איך פועלת שרשרת הכסף שמאחורי המטבע הווירטואלי?

מדברים הרבה לאחרונה על ביטקוין, ועל מטבעות וירטואליים בכלל. הדיון עוסק בעיקר בסכנות ובפוטנציאל שלו, בשימוש שעושים בו גורמים עסקיים ופליליים גם יחד, בתנודתיות הגבוהה שלו ועוד. אבל מה זה בעצם מטבע וירטואלי?

הביטקוין נוצר כאמצעי דיגיטלי להעברת תשלומים באינטרנט בין שני צדדים, בלי תלות בגורם שלישי  לתיווך העברת התשלום, כמו בנק, חברת אשראי וכדומה. הוא תואר לראשונה במאמר שפרסם אלמוני תחת שם העט סאטושי נקמוטו בסוף שנת 2008.

הביטקוין הוא בעצם ספר חשבונות דיגיטלי, שמתאר כמה "מטבעות" נמצאים בכל חשבון דיגיטלי. כל מחשב שמחובר לרשת הביטקוין מכיל עותק של ספר החשבונות, כך שכל עסקה מבוצעת בפומבי. המטבעות הדיגיטליים עצמם אינם מקושרים לעצמים פיזיים והשווי שלהם נקבע על ידי אנשים שמאמינים שיש להם ערך שמצדיק להחליף תמורתם סחורה ושירותים. מכאן גם נובעת התנודתיות הגדולה בערכו של הביטקוין בשווקים.

הגנה מפני נוכלים

הקושי ביצירת מטבע דיגיטלי נובע מכך שכל קובץ דיגיטלי אפשר להעתיק בקלות ולשכפל, כך שנחוץ פתרון טכנולוגי שימנע מרמאים לשלם באותו מטבע יותר מפעם אחת – מה שנודע בשם "בעיית התשלום הכפול". מאחר שמטבע דיגיטלי הוא בעצם קובץ מידע, אפשר לשכפל אותו. כך יכול לכאורה כל אחד ליצור לעצמו עותק נוסף של הקובץ שמתאר את המטבע ולהשתמש בו שוב ושוב.

בדרך כלל כשמבצעים תשלום באינטרנט קיים גורם שלישי – למשל פייפאל – שהקונה והמוכר נותנים בו אמון, ותפקידו לוודא את העברת התשלום בין הצדדים. לדוגמה, כשאנחנו משתמשים בכרטיס אשראי העיסקה משודרת לחברת כרטיסי האשראי או לבנק, שמוודאים שהכסף אכן נמצא בחשבון ורק אז מעבירים אותו למוכר. הפעולה עשויה לארוך זמן ולעלות לנו בעמלה.

מטבע וירטואלי כמו ביטקוין עוקף את המסלול הזה. כל המשתמשים במטבע מסכימים יחד על רישום העסקאות שבוצעו במטבע, ומאגדים את כל העסקאות בספר חשבונות המכונה בלוקצ'יין (Blockchain). רישום העסקאות בבלוקצ'יין פומבי המוסכם על כולם מאפשר לדעת בוודאות שהמטבע החליף ידיים, ושהצד ששילם בעזרתו לא יוכל לעשות בו שימוש נוסף – למשל לקנות יותר מפעם אחת באותו מטבע. תיעוד העסקאות נעשה באופן מבוזר, כלומר רשת המשתמשים במטבע מאמתת את העסקאות בעצמה בפעולה בשם "כרייה". אין שום צורך לבטוח בגורם מתווך, כיוון שמשוואות מתמטיות מגינות על אבטחת העסקאות.

הכורים – המשתמשים ברשת שמאמתים את העסקאות וקובעים את סדרן הכרונולוגי – מקצים לכך משאבים רבים של חשמל ואנרגיה, עד כדי 0.13 אחוז מצריכת החשמל העולמית נכון לעכשיו. התגמול עבור השקעת המשאבים הזו לאימות כלל העסקאות לקהילת הביטקוין מגיע בדמות הנפקת מטבעות ביטקוין חדשים לכורים.

העסקאות עצמן מאוגדות יחד בקבוצות המכונות בלוקים. כל קובץ בלוק חדש מכיל כאלפיים עסקאות ומקושר אל הבלוק שקדם לו החל מעסקת הביטקוין הראשונה. כך נוצרת שרשרת כרונולוגית שמחברת בין הבלוקים ומכונה שרשרת בלוקים, או "בלוקצ'יין". הקישור הזה בין הבלוקים נועד לוודא את אמיתות הנתונים והעסקאות בספר החשבונות, באמצעות טכנולוגיה שנקראת "גיבוב".

אין צורך בגורם מתווך משום שמשוואות מתמטיות מגינות על אבטחת העסקה. מטבעות ביטקוין | איור: Shutterstock
אין צורך בגורם מתווך משום שמשוואות מתמטיות מגינות על אבטחת העסקה. מטבעות ביטקוין | איור: Shutterstock

פונקציית גיבוב

כדי למנוע מרמאים לשנות תיעוד קיים או לתעד עיסקה פיקטיבית, התיעוד שלהן נעשה באמצעות "פונקציית גיבוב חד כיוונית" – מושג מסובך שמייצג עיקרון פשוט. מדובר בקוד שמשמש מעין קופסה שחורה, שהופכת טקסט רגיל לטקסט באורך קבוע וקצר שמכונה "טקסט מגובב". כל שינוי קטן בקלט יניב פלט שונה לגמרי.

קל יותר להבין את זה באמצעות דוגמה. אתם מוזמנים לנסות זאת בעצמכם כאן.

אם נרצה לגבב את המשפט הקצר "hello world" בעזרת פונקציית גיבוב בשם SHA1, הפלט יהיה: "2aae6c35c94fcfb415dbe95f408b9ce91ee846ed".

גם משפט הרבה יותר ארוך, למשל "This is an example for a very long sentence", יגובב לפלט באותו אורך: "87f481d970d74c1c187a7ac05f02ec15b1388317".

ואם נשנה רק את האות הראשונה במשפט מ-T גדולה ל-t קטנה, נקבל פלט שונה לחלוטין: "22fefffbfa3f7de072eda3f012dad1f303af117e".

פונקציית הגיבוב מתוכננת כך שכל טקסט שנכניס לתוכה יפיק פלט שונה, ומאוד קשה להגיע מהפלט המגובב אל התוכן המקורי.

הקישור בין הבלוקים בבלוקצ'יין נעשה כך שכל בלוק חדש מכיל בתחילתו גיבוב של תוכן הבלוק שקדם לו. כך נוצר תיעוד כרונולוגי של ספר החשבונות, שגם מקבע את ההיסטוריה של כל הבלוקים הקודמים. אם ננסה לשנות מידע באחד הבלוקים בשרשרת, גם הגיבוב שיופיע בבלוק שאחריו ישתנה, ומאחר שכל הבלוקים קשורים זה לזה כל הבלוקצ'יין ישתנה. כך המערכת מבטיחה שאפשר יהיה לעלות על כל ניסיון לזייף עסקאות בדיעבד.

בפעולת הכרייה (אישור העסקאות, כאמור), המשתמשים ברשת מאמתים את העסקאות ומאגדים אותן בבלוקים. ככלל, פלט הגיבוב צריך להכיל בתחילתו מספר חזרות מסוים של הספרה 0, למשל 30. ההסתברות שתוכן הבלוק יניב פלט מגובב עם 30 אפסים בתחילתו היא זעומה ביותר. כדי ליצור בלוק כזה, הכורים מוסיפים בסופו שורה אחת עם ערך אקראי כלשהו, שמשמשת שורת בקרה לסוף הבלוק ובודקים אם כעת התוכן של הבלוק מניב את הפלט המגובב המתאים.

כיון שאי אפשר לנבא את הפלט של פונקציית הגיבוב, התהליך הזה חוזר על עצמו שוב ושוב, כשבכל פעם הכורים מנסים ערכים שונים של שורת הבקרה – עד שכורה כלשהו מוצא את הפלט המגובב המתאים ומשדר אותו מיד אל הרשת. כאשר משודר בלוק חדש, כל הכורים ינסו להאריך אותו כדי לקבל על כך תגמול בדמות הנפקת ביטקוין לכורה שהצליח למצוא את הפלט המגובב המתאים.

שאלה של אמון

אם כן, פריצת הדרך הגדולה בטכנולוגיית הביטקוין טמונה בכך שהיא מאפשרת לוודא העברת תשלומים דיגיטלית בין צדדים, באמצעות התיעוד הפומבי של העסקאות בבלוקצ'יין והפיקוח המבוזר בין המשתמשים.

הדרך להפיכת המטבעות הווירטואליים לאמצעי תשלום יומיומי ובטוח עדיין ארוכה, וכיום רוב מערכת הבנקאות והשווקים עצמם מתייחסים אליהם בחשד. החששות מתגברים אף יותר בשל חוסר היציבות של הביטקוין – לדוגמה בשנת 2010 הסכימה פיצרייה לקבל עשרת אלפים מטבעות ביטקוין תמורת שני מגשי פיצה. שוויים העדכני של המטבעות הללו נאמד כעת (תחילת דצמבר 2017) בכ-244 מיליון שקל. רוב העסקים עדיין לא מקבלים ביטקוין כאמצעי תשלום, אם כי יש חברות שכבר מוכנות לבצע עסקאות באמצעותו, ואנשים פרטיים כבר מביעים בו אמון מספיק כדי להציע למכירה מכוניות, קרקעות ונדל"ן תמורת מטבעות ביטקוין.

28 תגובות

  • אנונימי

    שומר נפשו יירחק

    הכל הבל הבלים

  • יעל

    אחלה כתבה - למי שמעוניין ללמוד עוד שיקרא בתגובה

    אחלה כתבה בגדול אך מי שמחפש עוד מידע בשפה העברית על ביטקוין ושאר המטבעות מוזמן להיכנס לכאן
    https://www.mrbitcoin.co.il/

  • אלי

    האם אני יכול ללכת לסופר ולשלם

    האם אני יכול ללכת לסופר ולשלם בביטקוין?

  • נאוה

    איך אזהה שימוש במחשבי לכריית ביטקוין?

    אתר מסויים מודיע שכל עוד הוא פתוח במחשב שלי, ישתמש בו לכריית ביטקוין. הוא מודיע ואולי יש אתרים שאינם מודיעים על כך.
    איך אזהה שאתר עושה זאת?
    תודה

  • אנונימי

    שאלות הבארה

    שלום.אבקש תשובה לשתי שאלות.מלבד החשמל שנצרך.האם זה צורך גם גלישה מרובה.או שמדובר בגלישה פשוטה. שאלה שנייה -התחלתי לכרות ביטקוין .כיצד אני פודה או מושך רווחים או ממיר לכסף מוכר?

  • אלעד

    פשטות ההסבר

    הי עמית, ראשית אגיד תודה על ההסבר אבל רציתי רק לציין שביטקויין זה מושג מאוד מורכב, וכאחד שכבר מבין המון בתחום אני חושב שההסבר שלך קצר מידי. אם היית כותב מאמר ארוך פי 4 על כל הנושא לדעתי גם מישהו שלא מבין כלום על הנושא (קהל היעד שלך) היה מצליח להבין במה מדובר.

  • עדי

    ביטקוין זה בועה - עוד פירמידה מתוחכמת

    הרי אין סיכוי ש 90% מהאנשים בכדור יבינו את כל הגיבוב המתמטי הזה, אז איך תקנה עליזה מבת ים או אלברט מפריז משהו עם הביטקויין הזה - ייכרו ביטקויין? יקנו ביטקוין בודד ב 15 אלף דולר? כמו כל פירמידה וכמו בועת ההייטק בתחילת שנות ה 2000 (גם שם הרבה אנשים השקיעו בלוקשים) זה יתפוצץ

  • SHOB

    באים ואומרים לא רוצים בנק

    באים ואומרים לא רוצים בנק כגורם מקשר ואז נותנים את העמלה לכורים,אז בעצם מה ההבדל?

  • שחר

    שאלה לגבי אובדן טרנזקציות

    מה קורה לבלוק שלא מצליח להיכנס לשרשרת? מה קורה לטרנזקציות שבו? הן נעלמות?
    נניח שכל פעם שהוא מנסה הוא לא מצליח להיכנס....

  • עמית

    שאלה מצוינת,

    שאלה מצוינת, עקרונית ייתכן מצב ששני בלוקים שמכילים עסקאות שונות משודרים באותו רגע, כך שנוצר מצב שחלק מהרשת מקבלת בלוק שונה עם עסקאות שונות בבלוק האחרון.
    הארכת השרשרת תמיד תיעשה בשרשרת הארוכה ביותר.
    מכיון שיש תחרות בין הכורים למציאת ערך מתאים לפונקציית הגיבוב, כאשר כורה כלשהו יכניס את הבלוק הבא בשרשרת מיד כל הכורים ימשיכו להאריך את השרשרת הארוכה ביותר. הבלוק שלא מוכנס לא נעלם לחלוטין, אלא שאין להתייחס אליו כחלק מהבלוקצ'יין כיון שמעצם ההגדרה הבלוקצ'יין הוא תמיד השרשרת הארוכה ביותר. כל העסקאות שטרם אושרו והוכנסו לבלוקצ'יין לא נעלמות, אלא ממתינות לתורן. הכורים הם אלו שמחליטים אילו עסקאות לאשר, ומאחר ןכחלק מהעסקה ניתן לציין עמלה עבור אישור העסקה, יש להורים אינטרס כללי להעדיף להכניס עסקאות שמניבות להם עמלה גבוהה.

  • ג'ינו פיטוסי

    בועה ב אבו-אבו-אבועה

    הביטקוין הוא כנראה יציר מוחם של כוחות חייזריים אשר מעוניינים ליצור בועת כסף אדירת מיימדים, שתספוג אליה חלק ניכר של כל הכספים העולמיים, ואז פשוט להעלים אותם בלחיצת כפתור אחת. למה? או שהם רוצים להפיל את כלכלת העולם ולגרום למאות מיליוני אנשים לקפוץ מן הגגות, ( השמדה המונית מתוחכמת של המין האנושי ), או שהם רוצים לרמוז לנו שכסף הוא בבחינת " הבל הבלים ", וששיטת הכלכלה ה "קפיטל-קניבליסטית" שלנו פשוט איננה מוסרית.

  • חציל

    בתמונה זה לא מטבעות ביטקוין

    אין דבר כזה מטבעות ביטקוין, מה שנקרא ב תמונה אחת הרסתם כתבה שלמה.

  • אלון

    חלום רטוב

    כל שחקני הביטקוין רוצים בסופו של דבר להמיר אותו ל...דולר.
    בדרך הם משכנעים אותנו שהביטקוין יהיה תחליף לדולר.
    בתור מטבע שאמור להיות א-פוליטי יש לו הרבה נציגים ושגרירויות.
    מה שלא מוזכר כאן, וחבל, זה שיש כמעט 1400 מטבעות מהסוג הזה.

  • עמית

    אתה מדבר על משקיעים במטבעות

    אתה מדבר על משקיעים במטבעות ווירטואליים (וכדאי לשמוע לאזהרות בנושא זה), לעומת הכתבה שמציגה את הבלוקצ׳יין שהוא מהפכה של ממש המאפשרת להחזיק בעלות על טוקנים (שאפשר להמיר בבורסת מטבעות ווירטואליים לכסף פיאט כמו דולרים), מניות, טופס הצבעה לבחירות, נדל״ן וכו׳.

  • מ

    לא הבנתי

    איך אני למעשה משיג ביטקוין? ואיך צץ יום אחד המטבע.
    לכל דולר מודפס יש זהב בבנק כנגדו.
    ממה התחיל כל הענין?

  • עמית

    1. גם המטבעות המונפקים כיום ע

    1. גם המטבעות המונפקים כיום ע״י ממשלות כמו הדולר והשקל היום אינם מוצמדים לזהב. 2. מטבעות ווירטואלים חדשים מונפקים באופן מסודר וצפוי, מטבע בכל פעם שנפתח בלוק חדש בבלוקצ׳יין. 3. אפשר לקנות מטבע ווירטואלי כמו ביטקוין ואחרים או מאנשים פרטיים, או דרך אתרי מסחר - ויש אפילו מעין ״בנקט״ בתל אביב שאפשר להמיר דרכו מזומן לביטקוין - אם כי אני מציע להישמע לאזהרות ההשקעה במטבעות אלו.

  • יניב

    העניין התחיל במשבר הפיננסי ב 2008

    לפחות משנת 1971 אין הצמדה של הדולר לזהב - שכח מזה
    הדולר הוא נייר חסר ערך ולא תלוי בכלום חוץ מהמילה של הנשיא והקונגרס.
    לאחר המשבר של 2008 ארצות הברית הדפיסה טריליוני דולרים שהם נייר שמקבל את ערכו בהסכמה של ציבור ולא בגיבוי של זהב או כל מתכת אחרת.
    למעשה הדולר היום מגובה חוב ואשראי ואין ספק שאנו בפתחו של תהום -קריסת הדולר היא בלתי נמנעת!
    זה לא שאלה של אם זה שאלה של מתי.

  • דני

    תודה רבה! שתי שאלות המשך

    עמית,
    תודה על הכתבה הבהירה והמצויינת.
    שתי שאלות על עניינים עליהם כתבת -
    1. האם כל בעל "ארנק" מחזיק את כל ההסטוריה של כל העסקאות בביטקוין? האם זה מעשי בקנה מידה גדול?
    2. מה יקרה כשיסיימו לכרות ביטקוין? מה יהיה התמריץ להחזיק את כל השרשרת?
    תודה רבה!
    דני

  • יואב

    שאלה מצויינת!

    עמית, מה באמת יקרה אז?

  • חציל

    חציל

    1. ארנק לא מחזיק את כל הטרנזקציות, ארנק היא תוכנה עם כתובת שאפשר להעביר אליה או להעביר ממנה לכתובת אחרת. מי שמחזיק את הרשימות זה כל מי שמפעיל כורה, ובאמת פה הבעיה הגדולה של הביטקוין בטווח הארוך זה יהיה ממש כבד.
    2. כשיגמרו המטבעות האפשריים לכרייה, הכורים יקבלו עמלות על אחזקה ותפעול הבלוקציין (רישומים), כבר עכשיו יש עמלת כורה אבל ניתן לתת עמלה גבוהה יותר וכך לקצר את התור, (כמובן שככל שהעסק יגדל כך ייקח יותר זמן לכל העברה ופה בעצם אחת מנקודות החולשה של הביטקוין בטווח הארוך)

  • שירי

    כגתבה נהדרת

    כתבה נהדרת סך הכל למי שמעוניין להבין יותר בעולם הזה יכול להכנס לhttp://mrbitcoin.co.il/

  • חוה

    מאיפה בעצם מקבל המטבע את הערך שלו?

    אם כרגע אין עדיין מספיק גופים שמכירים בו כאמצעי תשלום, איך קורה שערכו עולה?

  • נחמי

    העליה שלו, כמו הירידה תלויה

    העליה שלו, כמו הירידה תלויה במשקיעים. המטבע הזה נסחר וכשיש ריצה אחריו ערכו עולה. מנגד- בימים האחרונים הזהיר בכיר בכלכלה הבריטית את המשקיעים וכשיש אזהרות-יש תוצאות. מעין "אשר יגורתי בא לי" ברגע שמישהו מזהה עליה גדולה מדי ולא כל כך הגיונית בערך של הדבר הנסחר ומזהיר את הציבור לא להשקיע בו, כולם מושכים את מניותיהם וגורמים במו ידיהם לצניחת הערך של הדבר הנסחר. כך כנראה הולך להיות עם הביטקוין שערכו עלה בחודש האחרון מ11,000 דולר ל18,000 דולר.

  • עמית

    ערכם של סחורות ושרותים נקבע

    ערכם של סחורות ושרותים נקבע בלעדית לפי היצע וביקוש (למעט במקרים מסויים כמו במונופול). אם אדם מסוים מחזיק בביטקוין ולא מצליח למכור אותו במחיר מסוים, הוא יכול או להמשיך ולהחזיק במטבע ברשותו, או למצוא קונה שיסכים לקנות במחיר יותר זול.
    לחילופין אם הרבה אנשים מעוניינים לרכוש את המטבע במחיר מסויים, ייתכן והרכישה תיעשה במחיר גדול יותר שכן הקונים יתחרו זה בזה על המשאב המוגבל. אני מציע לך לקרוא קצת על כלכלה ובעיקר על היצע וביקוש (https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%94%D7%99%D7%A6%D7%A2_%D7%95%D7%91%D7%9...)

  • חוה

    תודה

    תודה רבה

  • יובל

    נושא קשה להבנה

    שלום עמית,
    הנושא של הבלוקצ'יין מורכב ולא כל כך ברור מי הם הכורים, איפה נשמר הבלוקצ'יין, איפה ניתן לקנות את המטבע ואחרי שקונים אותו איפה הוא נשמר ... ועוד ועוד . תודה

  • עמית

    הי יובל,

    הי יובל,
    בכתבה בעיקר הוסבר על טכנולוגיית הבלוקצ׳יין שמאפשרת את המסחר במטבעות הוירטואליים כדוגמת הביטקוין.
    כריית ביטקוין היא הפעולה בה מאגדים עסקאות, מוודאים ומכניסים אותם לתוך ספר החשבונות (לאחר מציאת ערך לשורת הבקרה שיניב פלט מתאים לפונקציית הגיבוב),
    הכורים הם כל אותם אנשים או ארגונים המפנים את משאבי החישוב שלהם למציאת הערכים הללו.
    הבלוקצ׳יין קיים כעותק בכל אחד מהמחשבים המחוברים לרשת הבלוקצ׳יין.
    המטבע הוירטואלי עצמו לא נשמר בבלוקצ׳יין (שמכיל רק את היסטוריית העסקאות), אלא מתקיים כקובץ דיגיטלי שנשמר במחשב של האדם שמחזיק בו, במעין ״ארנק״ דיגיטלי - תוכנה שמחוברת לבלוקצ׳יין ומאפשרת להעביר את המטבעות מיד ליד.
    אפשר לקנות מטבעות מאנשים פרטיים, או מאתרים הסוחרים במטבעות - שם גם הקונים נאלצים לשלם עמלה מסוימת. אשמח לענות על שאלות נוספות כמובן,
    עמית

  • יובל

    תודה רבה !